Mobile communication system

本発明は、移動通信システムに関する。

図７に、３ＧＰＰで規定されているＬＴＥ方式（Ｒｅｌｅａｓｅ.８）における移動局ＵＥと交換局ＭＭＥとの間の制御信号の送信用のベアラ構成及びプロトコルスタックについて示す。

図７に示すように、かかるＣプレーン用のベアラとして、移動局ＵＥと無線基地局ｅＮＢとの間では、シグナリング無線ベアラ（ＳＲＢ：Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ、ＲＲＣコネクション）が設定されており、無線基地局ｅＮＢと交換局ＭＭＥとの間では、有線ベアラ（Ｓ１コネクション）が設定されている。

また、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で無線ベアラを設定するための無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能と、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能と、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能と、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能とを具備している。

また、無線基地局ｅＮＢは、移動局ＵＥとの間で無線ベアラを設定するための無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、ＭＡＣレイヤ機能と、ＲＬＣレイヤ機能と、ＰＤＣＰレイヤ機能と、ＲＲＣレイヤ機能とを具備している。

さらに、無線基地局ｅＮＢは、交換局ＭＭＥとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能として、ネットワークレイヤ１（ＮＷ Ｌ１）機能と、ネットワークレイヤ２（ＮＷ Ｌ２）機能と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能と、ＳＣＴＰ（Ｓｔｒｅａｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能と、Ｓ１ＡＰレイヤ機能とを具備している。

同様に、交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能として、ネットワークレイヤ１（ＮＷ Ｌ１）機能と、ネットワークレイヤ２（ＮＷ Ｌ２）機能と、ＩＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能と、Ｓ１ＡＰレイヤ機能とを具備している。

図７に示すように、制御信号（ＮＡＳ（Ｎｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）信号やＳ１ＡＰ信号）が、移動局ＵＥと交換局ＭＭＥとの間で、上述の無線ベアラ及び有線ベアラ上で送受信されるように構成されている。

ＬＴＥ方式の後継の通信方式であるＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ方式の移動通信システムでは、移動局ＵＥと無線基地局ｅＮＢとの間に「リレーノード（Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ）ＲＮ」を接続することができる。

しかしながら、従来の移動通信システムでは、移動局ＵＥが、無線基地局ｅＮＢの機能を具備する複数の装置を介して、交換局ＭＭＥとの間で制御信号の送受信することを想定していなかったため、リレーノードＲＮが採用された場合、上述の制御信号の送信用のベアラ構成及びプロトコルスタックを適用することができないという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、移動局が、複数の無線基地局の機能を具備する装置を介して、交換局との間で制御信号を送受信することができる移動通信システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、移動局と交換局との間で、該移動局とリレーノードとの間で設定されている第１無線ベアラと、該リレーノードと無線基地局との間で設定されている第２無線ベアラと、該無線基地局と該交換局との間で設定されている有線ベアラとを介して、制御信号を送受信するように構成されている移動通信システムであって、前記リレーノードは、前記第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記無線基地局は、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラ機能及び前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能とを具備し、前記交換局は、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記制御信号は、前記リレーノードのアプリケーションレイヤ機能と前記交換局のアプリケーションレイヤ機能との間で終端するセッション上で送受信されるように構成されており、前記セッションに対するキープアライブ処理は、前記リレーノードのＳＣＴＰレイヤ機能と前記交換局のＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されており、セキュリティ処理は、前記リレーノードのＩＰレイヤ機能と前記交換局のＩＰレイヤ機能との間で行われるように構成されていることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、移動局と交換局との間で、該移動局とリレーノードとの間で設定されている第１無線ベアラと、該リレーノードと無線基地局との間で設定されている第２無線ベアラと、該無線基地局と該交換局との間で設定されている有線ベアラとを介して、制御信号を送受信するように構成されている移動通信システムであって、前記リレーノードは、前記第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記無線基地局は、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能とを具備し、前記交換局は、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記制御信号は、前記リレーノードのアプリケーションレイヤ機能と前記交換局のアプリケーションレイヤ機能との間で終端するセッション上で送受信されるように構成されており、前記セッションに対するキープアライブ処理は、前記リレーノードのＳＣＴＰレイヤ機能と前記交換局のＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されており、セキュリティ処理は、前記リレーノードの第２無線ベアラ機能と前記無線基地局の第２無線ベアラ機能との間、及び、該無線基地局のＩＰレイヤ機能と前記交換局のＩＰレイヤ機能との間で行われるように構成されていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、移動局と交換局との間で、該移動局とリレーノードとの間で設定されている第１無線ベアラと、該リレーノードと無線基地局との間で設定されている第２無線ベアラと、該無線基地局と該交換局との間で設定されている有線ベアラとを介して、制御信号を送受信するように構成されている移動通信システムであって、前記リレーノードは、前記第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰＳｅｃレイヤ機能と、前記ＩＰＳｅｃレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記無線基地局は、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能とを具備し、前記交換局は、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰＳｅｃレイヤ機能と、前記ＩＰＳｅｃレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記制御信号は、前記リレーノードのアプリケーションレイヤ機能と前記交換局のアプリケーションレイヤ機能との間で終端するセッション上で送受信されるように構成されており、前記セッションに対するキープアライブ処理は、前記リレーノードの第２無線ベアラ機能と前記無線基地局の第２無線ベアラ機能との間、及び、該無線基地局のＳＣＴＰレイヤ機能と前記交換局のＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されており、セキュリティ処理は、前記リレーノードのＩＰＳｅｃレイヤ機能と前記交換局のＩＰＳｅｃレイヤ機能との間で行われるように構成されていることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、移動局と交換局との間で、該移動局とリレーノードとの間で設定されている第１無線ベアラと、該リレーノードと無線基地局との間で設定されている第２無線ベアラと、該無線基地局と該交換局との間で設定されている有線ベアラとを介して、制御信号を送受信するように構成されている移動通信システムであって、前記リレーノードは、前記第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記無線基地局は、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能とを具備し、前記交換局は、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記制御信号は、前記リレーノードのアプリケーションレイヤ機能と前記交換局のアプリケーションレイヤ機能との間で終端するセッション上で送受信されるように構成されており、前記セッションに対するキープアライブ処理は、前記リレーノードの第２無線ベアラ機能と前記無線基地局の第２無線ベアラ機能との間、及び、該無線基地局のＳＣＴＰレイヤ機能と前記交換局のＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されており、セキュリティ処理は、前記リレーノードの第２無線ベアラ機能と前記無線基地局の第２無線ベアラ機能との間、及び、該無線基地局のＩＰレイヤ機能と前記交換局のＩＰレイヤ機能との間で行われるように構成されていることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、移動局と交換局との間で、該移動局とリレーノードとの間で設定されている第１無線ベアラと、該リレーノードと無線基地局との間で設定されている第２無線ベアラと、該無線基地局と該交換局との間で設定されている有線ベアラとを介して、制御信号を送受信するように構成されている移動通信システムであって、前記リレーノードは、前記第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられている第１アプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記無線基地局は、前記第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記第２無線ベアラの上位レイヤ機能として設けられている第１アプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられている第２アプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記交換局は、前記有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、前記有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、前記ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、前記ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられている第２アプリケーションレイヤ機能とを具備し、前記制御信号は、前記リレーノードの第１アプリケーションレイヤ機能と前記無線基地局の第１アプリケーションレイヤ機能との間で終端する第１セッション、及び、該無線基地局の第２アプリケーションレイヤ機能と前記交換局の第２アプリケーションレイヤ機能との間で終端する第２セッション上で送受信されるように構成されており、前記第１セッションに対するキープアライブ処理は、前記リレーノードの第２無線ベアラ機能と前記無線基地局の第２無線ベアラ機能との間で行われるように構成されており、前記第２セッションに対するキープアライブ処理は、前記無線基地局のＳＣＴＰレイヤ機能と前記交換局のＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されており、セキュリティ処理は、前記リレーノードのＳＣＴＰレイヤ機能と前記無線基地局の第２無線ベアラ機能との間、及び、該無線基地局のＩＰレイヤ機能と前記交換局のＩＰレイヤ機能との間で行われるように構成されていることを要旨とする。

以上説明したように、本発明によれば、移動局が、複数の無線基地局の機能を具備する装置を介して、交換局との間で制御信号を送受信することができる移動通信システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。

本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。

本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。

本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。

本発明の第４の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。

本発明の第５の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。

現状の移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅ方式が適用されている移動通信システムであって、交換局ＭＭＥと、ゲートウェイ装置Ｓ-ＧＷと、無線基地局ｅＮＢと、リレーノードＲＮとを具備している。

図１に示すように、交換局ＭＭＥ及びゲートウェイ装置Ｓ-ＧＷと無線基地局ｅＮＢとの間は、Ｓ１インターフェイスを介して接続可能であり、無線基地局ｅＮＢ同士は、Ｘ２インターフェイスを介して接続可能であり、無線基地局ｅＮＢとリレーノードＲＮとの間は、Ｕｎインターフェイスを介して接続可能であり、リレーノードと移動局ＵＥとの間は、Ｕｕインターフェイスを介して接続可能である。

ここで、リレーノードが接続される無線基地局を「ＤｅＮＢ（Ｄｏｎｏｒ ｅＮＢ）」と呼んでもよい。

図２に示すように、本実施形態に係る移動通信システムでは、移動局ＵＥと交換局ＭＭＥとの間で、移動局ＵＥとリレーノードＲＮとの間で設定されている第１無線ベアラ（ＳＲＢ）と、リレーノードＲＮと無線基地局ｅＮＢ（ＤｅＮＢ）との間で設定されている第２無線ベアラ（ＳＲＢ又はＤＲＢ（Ｄａｔａ Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ））と、無線基地局ｅＮＢと交換局ＭＭＥとの間で設定されている有線ベアラとを介して、制御信号（ＮＡＳ信号やＳ１ＡＰ信号）を送受信するように構成されている。

移動局ＵＥは、リレーノードＲＮとの間で第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＭＡＣレイヤ機能と、ＭＡＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＬＣレイヤ機能と、ＲＬＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＰＤＣＰレイヤ機能と、ＰＤＣＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＲＣレイヤ機能とを具備している。

リレーノードＲＮは、移動局ＵＥとの間で第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＭＡＣレイヤ機能と、ＭＡＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＬＣレイヤ機能と、ＲＬＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＰＤＣＰレイヤ機能と、ＰＤＣＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＲＣレイヤ機能とを具備している。

さらに、リレーノードＲＮは、無線基地局ｅＮＢとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

ここで、リレーノードＲＮは、第２無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＭＡＣレイヤ機能と、ＭＡＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＬＣレイヤ機能と、ＲＬＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＰＤＣＰレイヤ機能とを具備している。

なお、リレーノードＲＮは、第２無線ベアラ機能として、ＰＤＣＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＲＣレイヤ機能を更に具備していてもよい。

リレーノードＲＮは、第２無線ベアラ機能として、ＲＲＣレイヤ機能を具備していない場合には、無線基地局ｅＮＢとの間で、第２無線ベアラとして、ＤＲＢを設定し、第２無線ベアラ機能として、ＲＲＣレイヤ機能を具備している場合には、無線基地局ｅＮＢとの間で、第２無線ベアラとして、ＳＲＢを設定するように構成されていてもよい。

無線基地局ｅＮＢは、リレーノードＲＮとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、交換局ＭＭＥとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、第２無線ベアラ機能及び有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能とを具備している。

ここで、無線基地局ｅＮＢは、第２無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＭＡＣレイヤ機能と、ＭＡＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＬＣレイヤ機能と、ＲＬＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＰＤＣＰレイヤ機能とを具備している。

なお、無線基地局ｅＮＢは、第２無線ベアラ機能として、ＰＤＣＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＲＣレイヤ機能を更に具備していてもよい。

無線基地局ｅＮＢは、第２無線ベアラ機能として、ＲＲＣレイヤ機能を具備していない場合には、リレーノードＲＮとの間で、第２無線ベアラとして、ＤＲＢを設定し、第２無線ベアラ機能として、ＲＲＣレイヤ機能を具備している場合には、リレーノードＲＮとの間で、第２無線ベアラとして、ＳＲＢを設定するように構成されていてもよい。

また、無線基地局ｅＮＢは、有線ベアラ機能として、ネットワークレイヤ１（ＮＷ Ｌ１）機能と、ネットワークレイヤ２（ＮＷ Ｌ２）機能とを具備している。

交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

ここで、交換局ＭＭＥは、有線ベアラ機能として、ネットワークレイヤ１（ＮＷ Ｌ１）機能と、ネットワークレイヤ２（ＮＷ Ｌ２）機能とを具備している。

ここで、制御信号（Ｓ１ＡＰ信号）は、リレーノードＲＮのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）と交換局ＭＭＥのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）との間で終端するＲＮＬ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌａｙｅｒ）セッション（Ｓ１ＡＰ）上で送受信されるように構成されている。

また、かかるＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）に対するキープアライブ処理は、リレーノードＲＮのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されている。

セキュリティ処理は、リレーノードＲＮのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能と交換局ＭＭＥのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能との間で行われるように構成されている。

ここで、無線基地局ｅＮＢのＩＰレイヤ機能は、リレーノードＲＮのＩＰレイヤ機能によって送信されたＩＰパケット及び交換局ＭＭＥのＩＰレイヤ機能によって送信されたＩＰパケットに対するＩＰルーティング処理を行うように構成されている。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＬＴＥ方式の移動通信システムで用いられていたプロトコルスタックに対して、大きな改修を施すことなく、移動局が、複数の無線基地局ｅＮＢの機能を具備する装置（リレーノードＲＮ及び無線基地局ｅＮＢ）を介して、交換局ＭＭＥとの間で制御信号を送受信する構成を実現することができる。

また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、リレーノードＲＮのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で、直接、リレーノードＲＮと交換局ＭＭＥとの間のＲＮＬセッション及び下位レイヤのパスに対するキープアライブ（死活監視）処理を行うことができる。

（本発明の第２の実施形態に係る移動通信システム）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。 以下、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第１の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

図３に示すように、リレーノードＲＮは、移動局ＵＥとの間で第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、無線基地局ｅＮＢとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備している。

無線基地局ｅＮＢは、リレーノードＲＮとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、交換局ＭＭＥとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能とを具備している。

交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

ここで、制御信号（Ｓ１ＡＰ信号）は、リレーノードＲＮのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）と交換局ＭＭＥのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）との間で終端するＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）上で送受信されるように構成されている。

また、かかるＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）及びその下位レイヤのパスに対するキープアライブ処理は、リレーノードＲＮのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されている。

セキュリティ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間、及び、無線基地局ｅＮＢのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能と交換局ＭＭＥのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能との間で行われるように構成されている。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＬＴＥ方式の移動通信システムで用いられていたプロトコルスタックに対して、大きな改修を施すことなく、移動局が、複数の無線基地局ｅＮＢの機能を具備する装置（リレーノードＲＮ及び無線基地局ｅＮＢ）を介して、交換局ＭＭＥとの間で制御信号を送受信する構成を実現することができる。

また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、リレーノードＲＮのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で、直接、ＲＮＬセッション及びその下位レイヤのパスに対するキープアライブ（死活監視）処理を行うことができる。

（本発明の第３の実施形態に係る移動通信システム）
図４を参照して、本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。 以下、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第１の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

図４に示すように、リレーノードＲＮは、移動局ＵＥとの間で第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、無線基地局ｅＮＢとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰＳｅｃレイヤ機能と、ＩＰＳｅｃレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

無線基地局ｅＮＢは、リレーノードＲＮとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、交換局ＭＭＥとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能とを具備している。

交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰＳｅｃレイヤ機能と、ＩＰＳｅｃレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

ここで、制御信号（Ｓ１ＡＰ信号）は、リレーノードＲＮのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）と交換局のアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）との間で終端するＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）上で送受信されるように構成されている。

ＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）及びその下位レイヤのパスに対するキープアライブ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間、及び、無線基地局ｅＮＢのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されている。

セキュリティ処理は、リレーノードＲＮのＩＰＳｅｃレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＩＰＳｅｃレイヤ機能との間で行われるように構成されている。

さらに、セキュリティ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間、及び、無線基地局ｅＮＢのＩＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＩＰレイヤ機能との間で行われるように構成されていてもよい。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、新しいＳ１ＡＰ機能を搭載することなく、移動局が、複数の無線基地局ｅＮＢの機能を具備する装置（リレーノードＲＮ及び無線基地局ｅＮＢ）を介して、交換局ＭＭＥとの間で制御信号を送受信する構成を実現することができる。

（本発明の第４の実施形態に係る移動通信システム）
図５を参照して、本発明の第４の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。 以下、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第１の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

図５に示すように、リレーノードＲＮは、移動局ＵＥとの間で第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、無線基地局ｅＮＢとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

無線基地局ｅＮＢは、リレーノードＲＮとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、交換局ＭＭＥとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能とを具備している。

交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているアプリケーションレイヤ機能とを具備している。

ここで、制御信号（Ｓ１ＡＰ信号）は、リレーノードＲＮのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）と交換局ＭＭＥのアプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）との間で終端するＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）上で送受信されるように構成されている。

ＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）に対するキープアライブ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間、及び、無線基地局ｅＮＢのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されている。

セキュリティ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間、及び、無線基地局ｅＮＢのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能と交換局ＭＭＥのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能との間で行われるように構成されている。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＬＴＥ方式の移動通信システムで用いられていたプロトコルスタックに対して、大きな改修を施すことなく、移動局が、複数の無線基地局ｅＮＢの機能を具備する装置（リレーノードＲＮ及び無線基地局ｅＮＢ）を介して、交換局ＭＭＥとの間で制御信号を送受信する構成を実現することができる。

また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、リレーノードＲＮにおいて、アプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）が第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているため、Ｓ１ＡＰ信号を転送する際に付与されるオーバヘッドを低減することができる。

（本発明の第５の実施形態に係る移動通信システム）
図６を参照して、本発明の第５の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。 以下、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第１の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

図６に示すように、リレーノードＲＮは、移動局ＵＥとの間で第１無線ベアラを設定するための第１無線ベアラ機能と、無線基地局ｅＮＢとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられている第１アプリケーションレイヤ機能（ＵｎＡＰレイヤ機能）とを具備している。

無線基地局ｅＮＢは、リレーノードＲＮとの間で第２無線ベアラを設定するための第２無線ベアラ機能と、交換局ＭＭＥとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、第２無線ベアラの上位レイヤ機能として設けられている第１アプリケーションレイヤ機能（ＵｎＡＰレイヤ機能）と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられている第２アプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢとの間で有線ベアラを設定するための有線ベアラ機能と、有線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているＩＰレイヤ機能と、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＳＣＴＰレイヤ機能と、ＳＣＴＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられている第２アプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）とを具備している。

ここで、制御信号（Ｓ１ＡＰ信号）は、リレーノードＲＮの第１アプリケーションレイヤ機能（ＵｎＡＰレイヤ機能）と無線基地局ｅＮＢの第１アプリケーションレイヤ機能（ＵｎＡＰレイヤ機能）との間で終端するＲＮＬセッション（ＵｎＡＰ）（第１セッション）、及び、無線基地局ｅＮＢの第２アプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）と交換局ＭＭＥの第２アプリケーションレイヤ機能（Ｓ１ＡＰレイヤ機能）との間で終端するＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）（第２セッション）上で送受信されるように構成されている。

ＲＮＬセッション（ＵｎＡＰ）に対するキープアライブ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間で行われるように構成されている。

ＲＮＬセッション（Ｓ１ＡＰ）に対するキープアライブ処理は、無線基地局ｅＮＢのＳＣＴＰレイヤ機能と交換局ＭＭＥのＳＣＴＰレイヤ機能との間で行われるように構成されている。

セキュリティ処理は、リレーノードＲＮの第２無線ベアラ機能と無線基地局ｅＮＢの第２無線ベアラ機能との間、及び、無線基地局ｅＮＢのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能と交換局ＭＭＥのＩＰレイヤ上のＩＰＳｅｃ機能との間で行われるように構成されている。

また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、リレーノードＲＮにおいて、アプリケーションレイヤ機能（ＵｎＡＰレイヤ機能）が第２無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として設けられているため、Ｓ１ＡＰ信号を転送する際に付与されるオーバヘッドを低減することができる。

また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、無線基地局ｅＮＢにおいて、アプリケーションレイヤ機能（ＵｎＡＰレイヤ機能）が搭載されるため、アプリケーションレイヤにおける処理（例えば、ページング信号のフィルタリング処理等）を行うことができる。

なお、上述の移動局ＵＥやリレーノードＲＮや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥの動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。

ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。

かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。 また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。 また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ＡＳＩＣ内に設けられていてもよい。 かかるＡＳＩＣは、移動局ＵＥやリレーノードＲＮや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ内に設けられていてもよい。 また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして移動局ＵＥやリレーノードＲＮや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ内に設けられていてもよい。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。 本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。 従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

ＵＥ…移動局ＲＮ…リレーノードｅＮＢ…無線基地局ＭＭＥ…交換局